电液伺服系统动力元件的控制原理

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1、课题电液伺服系统动力元件的控制原理目的与要求知识目标：1.掌握阀控制液压缸、马达的工作特点。2.掌握泵控制液压缸、马达的工作特点。能力目标：掌握动力元件控制原理。情感目标：1•通过设计教学情境、设计问题等，激发学生求知欲；2•通过分组教学方式，提出教学任务，使学生有强烈的成就感，培养学生创新能力，团队合作精神。重点1.电液伺服系统动力元件的组成。2.电液伺服系统动力元件的控制原理。难点电液伺服系统动力元件的控制原理教具液压气动实验台、挂图、模型、多媒体复习提问1.掌握电液比例换向阀的工作特点2.喷嘴挡板阀、射流管阀工作原理新知识点考查变

2、量装置在电液伺服系统中的应用布置作业课后回忆备注教员教研室主任批阅系部审查意见项目四电液伺服系统动力元件的控制原理一、提出任务1、液压动力元件的基木型式。2、液压动力元件的动态特性。教学目的能掌握不同液压动力元件的特性及应用。二、口主学习液压动力元件，是指利用液压能源、具有一定功率、直接控制负载运动的液压装置。直接拖动负载的液压执行元件主要有直线运动的液压缸、旋转式的液压马达两种。控制执行元件运动的液压放大元件也有两类：阀和变量泵。两种放大元件及两种执行元件组合在一起，就冇阀控缸，阀控马达、泵控缸、泵控马达四大类液压动力元件。木项口着重

3、分析四通阀控制液压缸（简称阀控缸）的特性，其它各种动力元件都可以与阀控缸特性类比以掌握其各自的特性。1、四通阀控制液压缸零开口四边滑阀+对称液压缸Ap四通阀控制液压缸⑴滑阀的流量方程假设：Ql二KqX厂KcPl①零开口四边滑阀。②四个节流窗口是匹配对称的。③供油压力恒定，冋油压力为零。⑵液压缸流量连续性方程假设：①阀与液压缸的连接管道对称且短而粗，管道中的压力损失和管道动态可以忽略②液压缸每个工作腔内各处压力相等，油温和体积弹性模量为常数。③液压缸内外泄漏均为层流流动。⑶总流量=推动活塞运动所需流量+经过活塞密封的内泄漏流量+经过活塞杆

4、密封处的外泄漏流量+油液压缩和腔体变形所需的流量⑷液压固冇频率液压固有频率是负载质量与液压缸工作腔中的油也压缩性所形成的液压弹簧相互作用的结果。假设：液压缸无摩擦、无泄漏由于液体的压缩性，当活塞受到外力作用产生位移吋，一腔压力升高，另一腔压力降低。被压缩液体产生的复位力与活塞位移成比例，其作用相当于一个线性液压弹簧，总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。2、四通阀控制液压马达四边阀控制液压马达常用的液压动力元件，分析方法与阀控液压缸的相同。3、三通阀控制液压缸三通阀控缸的结构原理图三通阀控制液压缸常用作机液伺服系统的动力元件。4

5、、泵控液压马达三、任务设计1、分析四通阀控制液压缸流量特性2、分析液压弹簧特性3、分析提高液压固有频率的方法四、任务实施结合相关知识的链接分析液压动力元件相关特性。五、总结汇报根据Z前学习过程，每组进行实施任务的汇报，完成后教师进行任务实施的总体评价。1、四通阀控制液压缸流量方程可整理成:推动液压缸运动所需流量+总泄漏流量+总压缩流量活塞在中间位置时，①液体压缩性影响最大，固有频率最低②阻尼比最小因此，系统稳定性最差。所以，分析时，应取活塞的中间位置作为初始位置。活塞运动速度：惯性力、粘性力、弹性力变化引起的压缩流量所产生的活塞速度惯性

6、力、粘性力、弹性力引起的泄漏流量所产生的活塞速度2、液压弹簧特性当活塞处在中间位置时，液压弹簧刚度最小，当在两端时，VI或V2为零，液压弹簧刚度最大。液压弹簧刚度是在液压缸两腔完全封闭的情况下推导出來的，实际上出于阀的开度和液压缸的泄漏的影响，液压缸不可能完全封闭，因此在稳态下不存在弹簧刚度。动态时，在一定频率范围内来不及泄漏，相等于一种密封状态，因此液压弹簧是一个动态弹簧。3、提高液压固有频率的方法在液压伺服系统中，液压固有频率限制了系统的响应速度。提高液压固有频率的方法：（1）增大液压缸活塞面积Ap（有时，Ap主要由负载决定）coh

7、与Ap不成比例关系压缩容积Vt随之增大同样的负载速度，所需负载流量增大，阀、连接管道、液压能源装置的尺寸重量也随之增大。（2）减小总压缩容积Vt（主要是减少无效容积和连接管道容积）。使阀靠近液压缸，最好装在一起。选择合适的执行元件：长行程输出力小时用液压马达，反之用液压缸。（3）减小折算到活塞上的总质量Mt（活塞质量+负载折算到活塞上的质量+液压缸两腔的油液质量+阀与液压缸连接管道中的油液折算质量）。（4）提高油液的有效体积模量Be（700~1400MPa,或实测）彩响因素：受油液压缩性、管道及刚体机械柔性、油液屮所含空气（最严重）要尽

8、量减少混入空气，避免使用软管。